汉阳河特大桥主桥快速施工技术

总第280期2017年第1期
交通科技
Transportation Science &- Technology
Serial No . 280No . 1 Feb . 2017
DOI 10. 3963/j. issn. 1671-7570. 2017. 01. 026
汉阳河特大桥主桥快速施工技术
王寅峰
(中铁大桥局集团有限公司武汉430050)
摘要为了提高汉阳河特大桥主桥施工效率，采用大节段吊装十少扣索扣锚体系的施工方法进 行主拱圈施工，扣塔设计时通过在交界墩顶部直接布置部分扣锚梁来减少扣塔工程量，拱上立柱 及盖梁利用一次性起吊技术进行安装。

由此简化了施工工序，降低了施工难度，使主桥比既定工 期提纟II 完成施工。

关键词拱桥大节段吊装一次性吊装快速施工技术
1 工程概况
汉阳河特大桥位于湖北省五峰县渔洋关镇， 是五峰陆渔一级路的标志性和控制性工程。

桥式
布置为3X 30 m 预应力混凝土简支丁梁+ 171 m 钢管混凝土拱桥+ 4X 30 m 预应力混凝土简支丁 梁，主桥为上承式钢管混凝土桁架拱桥，拱肋净跨
171 m ，净矢高33 m ，矢跨比1/5. 18,拱肋采用截 面高度相等的悬链线，拱轴系数1.65。

主拱由2 片桁架构成，桁架中到中间距为8. 6 m ，每片拱肋 由4根直径0. 8 m 钢管组成高3. 5 m ，宽2. 0 m 的钢管桁架，2道拱肋之间设有7道横撑以保证拱 肋横向稳定。

拱上立柱采用钢管混凝土结构，横梁 采用钢箱混凝土结构。

大桥桥式布置见图1。

图1主桥桥式布置图（单位：咼程m ;其余cm)
2总体施工方案及施工难点
桥址区属构造冲蚀侵蚀低山地貌区，大桥跨
越北西一南东向峡谷，峡谷剖面呈开阔的“U ”字 形，上缓下陡，区内谷岭标高216. 0〜310. 0 m ，相 对切割深约94 m 。

根据桥址处地形地貌，主桥采
用横移式缆索吊机悬臂扣挂法[1]进行施工，在宜 昌侧利用施工便道作为起吊平台。

缆索吊机跨两 岸设置，由绳索系统、塔架系统、锚固系统、缆风系
统、机械和电气系统等组成，布置跨径为116 m + 346 m +71. 18 m ，额定吊重60 t ，缆塔两侧各布置
一
个锚锭锚固缆索吊机承重索，见图2。

收稿日期：
2016-11-30
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2座索塔之间对称布置2座扣塔作为扣索支 承结构，扣塔后方布置锚锭锚固扣索。

主拱圈分 节段从两侧向跨中进行悬臂拼装，安装到位后挂 设扣索固定并调整线形，待上、下游同编号节段安 装到位后，安装节段间连接横撑、K撑，完成一个 双幅节段拼装。

拱圈每根弦管在跨中设1个合龙 口，采用双悬臂合龙。

管内混凝土采用泵送顶升压 注法施工。

汉阳河特大桥工期紧张，仅18个月，由于桥 址区山区峡谷地形导致施工场地有限，拱肋施工 受温度、风载等因素影响较大，如何在规定工期内 确保大桥安全、经济、顺利完工是大桥施工的难点。

3快速施工方法及措施
3.1主拱大节段少扣索施工法[2]
大桥主拱共2片桁架，每片重约310 U设计时 分为13个节段。

根据主拱圈结构特点及缆索吊机起重能力，拱肋吊装时采用大节段划分法[3_4]，将每 片主拱圈对称分为7个节段，全桥共14个节段。

分段位置均位于风撑旁(见图3)，除合龙段外，其 余节段长度约30 m，单节最大重量约50. 6t。

根据上述节段划分，扣锚索设计为每拼装1个节段，挂设张拉1组(2束）扣索，每侧拱圈分别布置3层扣锚索，全桥共24束。

锚索一端锚固在两侧扣塔锚碇上，另一端锚 固在扣锚梁上；扣索一端通过P锚连接在主拱圈 的扣点上，另一端锚固在扣锚梁上。

扣塔及扣锚梁 均布置在交界墩顶部，其跨度为182. 4 m。

拱圈扣 锚体系布置见图4。

扣、锚索计算利用Midas Civil建立整体模 型，其中交界墩、拱肋、扣塔采用梁单元，扣、锚索 采用索单元，模型根据拱肋逐节拼装、挂索、吊机 松钩、张拉扣锚索、安装风撑、合龙段拼装的施工 顺序建立，并对应施工阶段进行计算。

为准确模拟施工过程，采用一般支承模拟缆 索吊机松钩前对拱肋的约束，在拱肋悬臂拼装过 程中，拱脚与拱座采用铰接约束，待拱圈合龙后再
按设计要求进行固接转换，计算基本模型见图5, 合龙段施工前模型见图6。

图6拱肋合龙前计算模型
在计算时通过调整扣、锚索的初拉力，使得拱
图5扣锚体系计算基本模型肋在悬臂拼装过程中，在吊装第一节段时，需将锚 索张拉至设计索力的40%，扣索张紧(计算时按 10 kN/束初拉力加载），侍吊机松钩后再将扣、错 索分级张拉至设计索力。

其余节段吊装时，在吊机 松钩前，扣、锚索均仅需张紧，待松钩后再张拉到 位。

扣、锚索初拉力值及索力计算结果[5_6]见表
1。

2017年第1期
王寅峰：汉阳河特大桥主桥快速施工技术
表1
扣、锚索索力值
位置
扣索编号
初拉力
/kN
计算最大索力
/kN
KS1
400251宜昌侧
KS2280475KS3535519KS1400228来凤侧
KS2275444KS3
525
520
位置
锚索编号
初拉力
/kN 计算最大索力
/kN
MSI
220254宜昌侧
MS2340460来凤侧
MS3MSI MS2MS3
450300430476235437443
由于扣锚体系中所设计的扣、锚索数量较少， 因此有效简化了主拱圈节段拼装时的调索工序。

并在计算中通过合理调整扣、锚索初拉力，使拱圈 施工时仅在吊装1号节段时需将锚索分次张拉， 其余各工况扣、锚索均可一次张拉到位，从而进一 步减少了扣锚索的调索次数。

在施工过程中，通过采用分级张拉确保扣、锚 索加载时的同步性，并消除张拉过程中温度等因 素对索力产生的影响。

另外在拱肋拼装时，通过 在2片桁架间设置钢丝绳风缆及倒链来调整拱肋 的水平位移，使拱肋的空间位置满足设计要求。

3. 2
利用交界墩简化扣塔设计
汉阳河特大桥交界墩为柱式桥墩，单个桥墩 有2个立柱，立柱直径2. 0 m 、间距为6. 5 m ，立柱 中间采用2道高1. 8 m 、宽1. 4 m 的混凝土梁连 接，柱顶采用盖梁连接。

盖梁尺寸为11.94 mX 3. 4 m X 2. 2 m (长X 高X 宽），横断面为L 形，顶 部设有2 %人字形横坡。

由计算得知交界墩能满足承受扣、锚索竖向 及不平衡水平荷载的要求，故考虑采用扣塔与交 界墩相结合的设计方案以简化扣塔设计[7]。

由于 主拱圈最顶部3号节段扣点高程为+ 306. 3 m ， 来凤侧、宜昌侧交界墩盖梁顶部高程分别为+ 312. 615 m 和+ 307. 537 m ，因此将来凤侧的6根 扣锚梁直接布置在交界墩盖梁顶部，盖梁较低一 侧通过搭设6根0. 95 m 高钢管立柱及分配梁进 行调平;宜昌侧则设计一座6. 4 m 高扣塔用于摆 放张拉3号扣锚索所对应的2根扣锚梁，而1，2 号节段扣锚索所对应的扣锚梁同样布置在盖梁顶 部。

由于扣塔高度较矮，立柱计算时稳定性系数
较大，因此仅采用直径320 mmX 8 m m 钢管即可
满足受力要求，整个扣塔钢结构用量为7.4 t 。

通 过这种布置极大地减少了扣塔的工程量，简化了 拼装扣塔所需要的工期。

3.3采用一次吊装对位技术施工拱上立柱及盖梁
拱上立柱为钢管混凝土结构，1〜4,10〜13
号立柱采用直径800 mmX 12 m m 钢管，立柱之 间横桥向设置横撑，5〜9号立柱采用直径600
m m X 12 m m 钢管。

立柱盖梁为钢箱混凝土结 构，盖梁长11. 94 m ，高1.319 m ，宽1.6 m 。

立柱 加盖梁钢结构部分最大重量约27. 0 t ，小于缆索
吊机额定重量，由于拱上立柱高度变化较大，总高 度从3.051 m 到31.899 m ，因此根据高度的不同 研究出平吊和竖吊2种起吊方式以实现立柱及盖 梁一次性吊装到位施工。

平吊设置2个吊点，适用于1〜3,11〜13号 这部分较高（13. 226〜31. 899 m )立柱盖梁吊装。

其中第一个吊点设置在盖梁处，吊点由前天车及 上挂架、起重索、下挂架、钢丝绳、吊耳等结构组 成，下挂架通过钢丝绳与焊接于盖梁顶部的吊耳 连接，且下挂架上设置一个“八”字形倒链用于立 柱盖梁的横向调节。

另一个吊点布置在拱上立柱 上略靠柱脚的位置，吊点由后天车及上挂架、起重 索、下挂架、钢丝绳、吊耳等结构组成，下挂架通过 “八”字形钢丝绳分别与焊接在立柱上的吊耳连 接，立柱柱脚处设置一根临时连接杆以抵消起吊 时产生的水平力。

拱上立柱钢管及盖梁、横撑、临 时连接杆组拼成整体后，纵桥向平放、运输至起吊 位置，采用缆索吊机2台天车起吊走行至待安装 位置，通过后起重天车下放、前起重天车起升将结 构调整至竖直状态，此时结构重量全部由前起重 天车承受，然后通过倒链调整结构横向位置并进 行对位安装，完成立柱及盖梁吊装施工。

竖吊则只在盖梁处设一个吊点，适用于4〜 10号这部分较矮（3_ 051〜11. 081 m )立柱盖梁吊 装。

吊点布置与平吊第一个吊点相同，在拱上立 柱钢管及盖梁、临时连接杆组拼成整体后，缆索吊 机天车起吊走行至待安装位置，通过倒链调整结 构横向位置并进行对位安装，完成吊装施工。

起 吊布置见图7。

通过应用立柱及盖梁一次性吊装 对位技术，将立柱吊装和盖梁吊装合二为一，进一 步简化了施工工序，缩短了施工工期。

90王寅峰：汉阳河特大桥主桥快速施工技术2017年第1期
汉阳河特大桥施工场地有限，工期紧张，为了 提高效率，确保工程顺利完工，采用“大节段吊装 十少扣索扣锚体系”的施工方法进行主拱施工，使
主拱圈拼装仅需21吊（拱肋14吊，风撑7吊），且 每侧仅设3层扣点，全桥共设24束扣锚索即满足 了施工要求，简化了调索工序及高空焊接工作量， 降低了调索难度。

扣塔设计时充分利用主体结构 使扣塔结构尽量简化，钢结构用量仅为7. 4 t 。

并 采用拱上立柱及盖梁一次性吊装对位技术有效加 快了施工进度。

目前汉阳河特大桥已施工完成， 在施工中，主拱圈比计划提前15 d 完成合龙，同 时提前20 d 余完成拱上立柱及钢盖梁施工，并创 造了良好的经济效益。

在大桥施工中所应用的快 速施工技术可为今后其他类似工程提供借鉴。

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Rapid Construction Technology for Main Bridge of Hanyang River Bridge
WANG Y i n f e n g
(China Railway Major Bridge Engineering Group Co. ? Ltd. ? Wuhan 430050 ? China)
Abstract ： In order to improve the efficiency of construction for the main bridge of Hanyang River
Bridge，the construction method of large section hoisting and less cable fastening-anchoring cable sys ­tem was used to construct the main arch ； arrangement of partial fastening-anchoring beams on the top of the juncture pier is adopted to reduce the quantities of fastening towel design ； and the one-time hoisting technology is used to install the arch column and bent cap . Thus the construction process is simplified and the difficulty of the construction is reduced , and the main bridge construction is comple ­ted ahead of established schedule .Key words ： arch bridge ； large section hoisting ； less cable fastening-anchoring cable ； one-time hoist ­ing , rapid construction
technology。